Adsorptive removal of basic dyes from aqueous solutions by surfactant modified bentonite clay (organoclay): Kinetic and competitive adsorption isotherm

Cationic surfactant (Hexadecyltrimenthylammonium chloride) modified bentonite clay was prepared and systematically studied for its adsorption behavior as an efficient adsorbent for the removal of basic dyes such as methylene blue (MB), crystal violet (CV) and Rhodamine B (RB) from aqueous phase. Organo modified clay shows better capacity for the removal of three dyes. The adsorption process was found to be dependent on pH and initial dye concentration. The maximum dye sorption was found to be at a pH of 9.0 (99.99% for MB, 95.0% for CV and 83.0% for RB). The adsorption capacity for the dyes was found to be 399.74, 365.11 and 324.36 μmol/g for MB, CV and RB, respectively at 30 °C. The equilibrium uptake was attained within 240 min. The kinetic studies were revealed that sorption follows a pseudo-second-order kinetic model which indicates chemisorption between adsorbent and adsorbate molecules. Adsorption isotherm indicates non-energetically adsorption sites which fit with Freundlich isotherm model. The fitness of kinetics and isotherm models was evaluated by using HYBRID error analysis function. Competitive adsorptions of dyes were studied by using binary component systems.     

干活性污泥吸附水中染料的试验研究

以城市污水处理厂干活性污泥为吸附剂对染料直接深棕M、酸性媒介棕RH进行了吸附研究,结果表明,吸附过程能很好地用二级速率表达式表示,同时也可用Lagergren一级速率方程描述。其一级吸附速率常数k1分别为0.0204min-1和0.0068min-1,二级吸附速率常数k2分别为0.00592和0.00589gmg-1min-1。两者的吸附特性不同,其吸附等温线前者符合Freundlich方程,后者既符合Freundlich方程也符合Langmuir方程。吸附平衡时间、去除率亦不同,前者明显大于后者,达到吸附平衡的时间分别为120min和240min。两种染料的正辛醇/水分配系数logP计算数值分别为4.65和-0.22,这一顺序与两种染料在干污泥上的吸附行为相符。     

DNA fragmentation,apoptosis and cell cycle arrest induced by sodium arsenite in cultured murine Sertoli cells: prevention by curcumin

Arsenic is a significant environmental concern worldwide, primarily due to geo physiochemical contamination of drinking water, and a major public health hazard in both developing and developed countries. The present study was aimed to investigate ameliorative effects of curcumin (Cur) against sodium arsenite (SA)-induced toxicity in cultured murine Sertoli cells. The cells were treated with SA (5 μM) and Cur (5 μg/ml and 10 μg/ml) alone or in combination for 12 hr. The SA treatment decreased cell viability, produced oxidative stress, and induced apoptosis as reflected by reactive oxygen species (ROS) generation, loss of mitochondrial transmembrane potential, DNA fragmentation, and apoptotic cells. Moreover, the SA-induced cell cycle arrest in the cells is characterized by a rise in the number of cells in the sub G1 phase of the cell cycle. The Cur was found to be effective in reversing all these arsenic (As)-induced cellular events. Data suggest that Cur modulates As-mediated oxidative stress, apoptosis, DNA fragmentation, and cell cycle arrest through suppression of excessive ROS generation. Evidence indicates that Cur may emerge as a useful protective agent against As-induced Sertoli cells toxicity by inhibiting As-induced damage in testes.     

纳米锐钛型TiO2光电催化降解模拟印染废水的研究

纳米锐钛型TiO2催化降解印染废水具有明显优势,笔者以亚甲基蓝模拟印染生产废水作为光电催化降解研究对象,探讨了其协同性和反应动力学特征,考察了光电催化体系中溶液的电解质、电流强度、pH值、辅助试剂对处理效果的影响,确定了最佳反应条件,取得了较好降解效果,并用活性艳红X-3B模拟废水进行了验证,为该技术的实际工业应用提供了有价值的参考.     

溶质迁移模型在地下水有机污染源识别中的应用

采用现场调查与数值模拟的方法,借助RT3D(reactive transport in 3-dimensions),对我国北方某城市局部地区地下水中的四氯乙烯(PCE)和三氯乙烯(TCE)污染来源进行了识别,对污染输入强度进行了反演,并利用Matlab中的Stepwise函数,对影响污染物输入强度的因素进行了多元回归分析.研究结果显示,研究区地下水中的PCE和TCE主要来源于区内使用有机溶剂的工厂和企业.地下水中的PCE和TCE存在天然衰减,在173天中,3个点的PCE浓度分别衰减了93.15%、61.70%和61.00%;TCE分别为70.05%、73.66%和63.66%.通过模拟识别出的4个点状污染源在模拟期间共向含水层中输入0.910 6kg PCE和95.693 8 kg TCE.回归分析结果显示,大气降水与包气带厚度是有机物输入地下水的主要影响因素.35 cm深的包气带中PCE和TCE浓度介于0～5 mg.kg-1之间.以上结果表明,区内地下水中PCE和TCE来源于地表释放的有机污染物.有机污染物一部分在向下迁移过程中自然衰减了,一部分进入包气带,然后又进入了含水层.由于本区第四系以砂卵砾石为主,所以大气降水促进了PCE和TCE向含水层的迁移.     

纳米TiO2对短裸甲藻的毒性效应

为了揭示纳米TiO2对藻类的毒性作用和机制,研究了纳米TiO2对短裸甲藻的抑制特性及对酶活性、氧自由基等生理指标的影响.结果表明,纳米TiO2对短裸甲藻的生长有抑制作用,72 h半数致死浓度(EC50)为9.7 mg.L-1.在受试范围内随着纳米TiO2浓度的升高,超氧化物歧化酶(SOD)的活性显著性下降(P<0.05),随TiO2浓度增加,羟自由基的含量和过氧化氢酶(CAT)的活性显著性增加(P<0.05),超氧阴离子自由基含量也呈现升高的趋势.对照组羟自由基的含量是0.083U.mL-1,而在30 mg.L-1的纳米TiO2作用下,羟自由基的含量上升到1.1 U.mL-1.在20 mg.L-1纳米TiO2作用下,随着时间的延长,SOD活性、CAT活性和MDA(丙二醛)在暴露时间为12 h时达到最大,而48 h时降低到最小.12 h SOD的活性是0.14U.(107cell.min)-1,而48 h SOD的活性为0.01 U.(107cell.min)-1,而羟自由基只在48 h处呈显著性上升(P<0.05).纳米TiO2对抗氧化体系和自由基的影响可能与其抑藻机制有关.本研究为揭示纳米材料的环境生态效应提供了基础.     

厌氧酸化+兼氧+好氧工艺处理印染废水小试实验

某印染厂废水处理系统拟使用厌氧酸化+兼氧+好氧工艺对其生化处理部分进行改造,为减少改造风险进行小试研究。研究中改变进水污染物浓度和水力停留时间等条件,考察了不同条件下的处理效果的异同,小试的研究表明厌氧酸化+兼氧+好氧工艺处理该印染厂废水具有较好的效果,其结果可为同类型废水处理参考和借鉴。     

复合混凝剂的制备及活性染料的去除

以马铃薯淀粉、丙烯酰胺（AM）和二甲基二烯丙基氯化铵（DADMAC）为原料进行接枝反应,将接枝产物（TSI）与聚合氯化铝铁（PAFC）复配,制得新型复合混凝剂PAFC-TS1。优化了复合混凝剂制备的工艺条件。研究结果表明,复合混凝剂PAFC-TS1的优选制备条件为：OH^-浓度与铝铁总浓度的比（r）为0.5,铝铁总浓度与TS1的质量浓度比（R_m）为0.5 mol/g,铝铁摩尔比9∶1。在此条件下处理质量浓度为100 mg/L的活性染料废水,当混凝剂投加量为24 mL/L时,染料去除率可达97%以上。相同条件下,使用PAFC-TS1比单独使用PAFC或PAFC-PAM的染料去除率更高。     

裂解温度调控溶解性生物炭光敏化产生活性氧自由基

溶解性生物炭受紫外光辐射产生的活性氧自由基(Reactive oxygen species,ROS)易对环境造成影响,受到环境领域的持续关注.以玉米秸秆为原料,在不同裂解温度(200～600℃)下制备了5种生物炭,并通过水提得到溶解性生物炭(Dissolved biochar,DBC),系统考察了生物炭裂解温度对DBC结构和组分的影响,并利用化学分子探针定量研究了DBC在紫外光辐射下产生常见ROS的能力,如羟基自由基(Hydroxyl radical,?OH)、单线态氧(Singlet oxygen,¹O₂)和超氧自由基(Superoxide radical,O₂?^-).结果表明,DBC主要由有机酸、类蛋白质和纳米级生物炭构成,前两者皆会随生物炭裂解温度上升而减少,后者则会逐渐增多.高温DBC-(400～600℃)具有更强芳香性和疏水性,但荧光物质含量极低.对DBC产生的ROS进行定量研究发现,仅DBC-200℃和300℃产生少量?OH.DBC-300℃的¹O₂     

四环素在水体中的自然光解作用机制

近年来,抗生素引发的水体环境污染问题日益受到关注,光解是其在环境中消减的重要过程,但其中的关键机制及影响因素尚不明确.本研究系统地考察了初始浓度、pH以及无机离子、溶解性有机物等环境因子对四环素（TC）光解的影响,明确了自然光解的关键活性氧物种（ROS）,同时结合理论计算和降解产物的分析,揭示出了TC的自然光解路径及作用机制.结果表明,模拟自然光条件下TC可快速降解,5 μmol·L^-1 的TC在180 min内降解率为75.0%,符合一级反应动力学,反应速率常数为0.007 min^-1,远高于避光条件.随着TC初始浓度的上升,TC光解率和速率呈现出下降的趋势,并且碱性条件更有利于TC光解.水体中存在Cu（II）、Fe（III）和NO₃^-均能显著促进TC光解;富里酸（FA）则由于光屏蔽和淬灭作用对TC的光解产生显著抑制,但FA 和Fe（III）共存时,Fe（III）对光解的促进作用占主导.水体中TC的自然光解不仅存在直接光解,并且以超氧阴离子（O₂^-·）和羟基自由基（·OH）为关键ROS的自敏化光解在TC的光解过程中也起到重要作用.结合TC光解后的产物分析发现,发生间接光解后TC发生开环反应,相比于直接光解和自敏化光解降解地更充分.综上,TC在自然水体中的光解强烈受环境因素影响,可以通过增强活性氧介导的间接光解过程促进水体抗生素污染修复.